JP7395849B2 - Thermosetting resin composition, its resin sheet, and metal base substrate - Google Patents
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Description
本発明は、 熱硬化性樹脂組成物、その樹脂シート、及び金属ベース基板に関する。 The present invention relates to a thermosetting resin composition, a resin sheet thereof, and a metal base substrate.
電気・電子機器等を構成する絶縁材料に対して放熱性が要求されている。絶縁材料の放熱性について様々な開発がなされてきた。この種の技術として、たとえば、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、熱硬化性樹脂としてビスフェノールA型エポキシ樹脂を使用し、熱伝導性フィラーとして鱗片状または球形状の窒化ホウ素粒子を使用した熱硬化性樹脂組成物が記載されている。 Heat dissipation properties are required for insulating materials that constitute electrical and electronic equipment. Various developments have been made regarding the heat dissipation properties of insulating materials. As this type of technology, for example, the technology described in Patent Document 1 is known. Patent Document 1 describes a thermosetting resin composition using a bisphenol A type epoxy resin as a thermosetting resin and using scaly or spherical boron nitride particles as a thermally conductive filler.
しかしながら、本発明者が検討した結果、特許文献1に記載の熱伝導性樹脂組成物は、熱伝導性の熱的安定性の点で改善の余地を有することが判明した。 However, as a result of studies conducted by the present inventor, it has been found that the thermally conductive resin composition described in Patent Document 1 has room for improvement in terms of thermal stability of thermal conductivity.
本発明者はさらに検討したところ、分子内にメソゲン構造を有するフェノキシ樹脂(メソゲン構造含有フェノキシ樹脂)を適切に選択することにより、熱伝導性フィラーを含まない樹脂単身の樹脂熱伝導率やガラス転移温度を高められることが見出された。 Upon further study, the present inventor found that by appropriately selecting a phenoxy resin that has a mesogenic structure in its molecules (mesogen structure-containing phenoxy resin), the resin thermal conductivity and glass transition of the resin itself without a thermally conductive filler can be improved. It has been found that the temperature can be increased.
このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、樹脂熱伝導率およびガラス転移温度を指針とすることにより、樹脂熱伝導率およびガラス転移温度を所定値以上とすることにより、熱硬化性樹脂組成物における熱伝導性の熱的安定性を改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。 Based on these findings, further intensive research revealed that by using resin thermal conductivity and glass transition temperature as guidelines, thermosetting resin compositions with resin thermal conductivity and glass transition temperature of at least predetermined values The present inventors have discovered that the thermal stability of thermal conductivity can be improved, and have completed the present invention.
本発明によれば、
熱硬化性樹脂、フェノキシ樹脂、及び熱伝導性フィラーを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、前記フェノキシ樹脂が、分子内にメソゲン構造を有する化合物を含み、前記熱伝導性フィラーを含まない当該熱硬化性樹脂組成物を組成物サンプルとして準備し、前記組成物サンプルを硬化して、硬化サンプルを作製したとき、
前記硬化サンプルの厚み方向における樹脂熱伝導率が、0.27W/m・K以上3.0W/m・K以下であり、
前記硬化サンプルのガラス転移温度が、150℃以上400℃以下である、熱硬化性樹脂組成物が提供される。
According to the invention,
A thermosetting resin composition containing a thermosetting resin, a phenoxy resin, and a thermally conductive filler, wherein the phenoxy resin contains a compound having a mesogenic structure in the molecule and does not contain the thermally conductive filler. When preparing the thermosetting resin composition as a composition sample and curing the composition sample to produce a cured sample,
The resin thermal conductivity in the thickness direction of the cured sample is 0.27 W/m·K or more and 3.0 W/m·K or less,
A thermosetting resin composition is provided in which the cured sample has a glass transition temperature of 150°C or more and 400°C or less.
また本発明によれば、
キャリア基材と、
前記キャリア基材上に設けられた、上記熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層と、を備える樹脂シートが提供される。
Further, according to the present invention,
a carrier base material;
A resin sheet comprising a resin layer made of the thermosetting resin composition and provided on the carrier base material is provided.
また本発明によれば、
金属基板と、
前記金属基板上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた金属層と、を備えており、
前記絶縁層が、上記熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層、または上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で構成される、金属ベース基板が提供される。
Further, according to the present invention,
a metal substrate;
an insulating layer provided on the metal substrate;
a metal layer provided on the insulating layer,
A metal base substrate is provided, in which the insulating layer is composed of a resin layer made of the thermosetting resin composition or a cured product of the thermosetting resin composition.
本発明によれば、熱伝導性の熱的安定性に優れた熱硬化性樹脂組成物、それを用いた樹脂シート、及び金属ベース基板が提供される。 According to the present invention, a thermosetting resin composition with excellent thermal conductivity and thermal stability, a resin sheet using the same, and a metal base substrate are provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that in all the drawings, similar components are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, the figure is a schematic diagram and does not correspond to the actual dimensional ratio.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の概要を説明する。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂、フェノキシ樹脂、及び熱伝導性フィラーを含有するものである。このフェノキシ樹脂は、分子内にメソゲン構造を有する化合物を含むものである。この熱硬化性樹脂組成物は、熱伝導性フィラーを含まない熱硬化性樹脂組成物を組成物サンプルとして準備し、組成物サンプルを硬化して、硬化サンプルを作製したとき、硬化サンプルの厚み方向における樹脂熱伝導率が、0.27W/m・K以上3.0W/m・K以下であり、硬化サンプルのガラス転移温度が、150℃以上400℃以下という物性を有するものである。
The outline of the thermosetting resin composition of this embodiment will be explained.
The thermosetting resin composition of this embodiment contains a thermosetting resin, a phenoxy resin, and a thermally conductive filler. This phenoxy resin contains a compound having a mesogenic structure in its molecule. This thermosetting resin composition is produced by preparing a thermosetting resin composition that does not contain a thermally conductive filler as a composition sample, curing the composition sample, and producing a cured sample. The resin thermal conductivity is 0.27 W/m·K or more and 3.0 W/m·K or less, and the glass transition temperature of the cured sample is 150° C. or more and 400° C. or less.
本発明者の検討の結果、次のような知見が得られた。
熱硬化性樹脂組成物の熱伝導性の安定性について、熱伝導性フィラーを含まない樹脂単身の熱伝導率およびガラス転移温度を指針とすることにより適切に制御できることが見出された。
熱硬化性樹脂組成物が、熱硬化性樹脂、フェノキシ樹脂を含む場合、フェノキシ樹脂として、メソゲン構造含有フェノキシ樹脂を適切に選択することで、熱伝導率およびガラス転移温度を制御することが可能である。
そして、指針となる樹脂単身の樹脂熱伝導率を上記下限値以上、樹脂単身のガラス転移温度を上記下限値以上とすることで、熱硬化性樹脂組成物において、加熱処理前後の熱伝導率変化を抑制し、熱伝導性の熱的安定性を高められることが判明した。
詳細なメカニズムは不明だが、耐熱性および熱伝導性に優れた熱硬化性樹脂組成物は、高いプロセス温度に暴露後も、熱伝導性等の特性が安定的に維持できる、と考えられる。
As a result of the inventor's studies, the following findings were obtained.
It has been found that the stability of the thermal conductivity of a thermosetting resin composition can be appropriately controlled by using the thermal conductivity and glass transition temperature of the resin itself, which does not contain a thermally conductive filler, as guidelines.
When the thermosetting resin composition contains a thermosetting resin and a phenoxy resin, thermal conductivity and glass transition temperature can be controlled by appropriately selecting a mesogenic structure-containing phenoxy resin as the phenoxy resin. be.
By setting the resin thermal conductivity of the resin alone as a guideline to the above lower limit value or more, and the glass transition temperature of the resin alone to the above lower limit value or more, the thermal conductivity changes before and after heat treatment in the thermosetting resin composition. It has been found that the thermal stability of thermal conductivity can be increased.
Although the detailed mechanism is unknown, it is thought that thermosetting resin compositions with excellent heat resistance and thermal conductivity can stably maintain properties such as thermal conductivity even after exposure to high process temperatures.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、電気・電子機器などの放熱絶縁材料として用いることが可能である。この放熱絶縁材料は、例えば、電子部品を搭載するための基板材料に用いることができる。 The thermosetting resin composition of this embodiment can be used as a heat dissipation insulating material for electric/electronic equipment and the like. This heat dissipation insulating material can be used, for example, as a substrate material for mounting electronic components.
電気・電子機器は、たとえば、通常のLED照明装置(電子部品としてLEDを備える照明装置)や電源系装置(電子部品としてパワーモジュールを備える電子装置)等を用いることができる。LEDやパワーモジュールは通常の電子部品よりも発熱量が大きくなるので、高温の環境下で動作することになり、金属ベース基板が必要になる。 As the electric/electronic device, for example, a normal LED lighting device (a lighting device including an LED as an electronic component), a power supply system device (an electronic device including a power module as an electronic component), etc. can be used. LEDs and power modules generate more heat than ordinary electronic components, so they operate in high-temperature environments and require metal-based substrates.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物によれば、金属ベース基板に用いることができる放熱絶縁材料を提供することができる。 According to the thermosetting resin composition of this embodiment, a heat dissipating insulating material that can be used for a metal base substrate can be provided.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の各成分について詳述する。 Each component of the thermosetting resin composition of this embodiment will be explained in detail.
(フェノキシ樹脂)
上記熱硬化性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂を含む。
本実施形態に係るフェノキシ樹脂は、分子内にメソゲン構造を有する化合物(メソゲン構造含有フェノキシ樹脂)を含むものである。
(Phenoxy resin)
The thermosetting resin composition includes a phenoxy resin.
The phenoxy resin according to this embodiment contains a compound having a mesogenic structure (mesogen structure-containing phenoxy resin) in the molecule.
上記メソゲン構造含有フェノキシ樹脂の一例として、分子内において、フェノール化合物由来の構造単位およびエポキシ化合物由来の構造単位を含み、これらの構造単位の少なくとも一方にメソゲン構造を有する化合物を含むものが挙げられる。
また上記メソゲン構造含有フェノキシ樹脂の他の例として、分子内において、メソゲン構造含有フェノール化合物由来の構造単位を含むものが挙げられる。
Examples of the mesogenic structure-containing phenoxy resin include those containing a structural unit derived from a phenol compound and a structural unit derived from an epoxy compound in the molecule, and at least one of these structural units contains a compound having a mesogenic structure.
Other examples of the mesogenic structure-containing phenoxy resin include those containing a structural unit derived from a mesogenic structure-containing phenol compound in the molecule.
上記メソゲン構造含有フェノキシ樹脂の一例は、公知の手法で製造できるが、例えば、2個以上のヒドロキシ基を分子内に有する多官能フェノール化合物と、2個以上のエポキシ基を分子内に有する多官能エポキシ化合物とを反応することにより得ることができる。
すなわち、上記フェノキシ樹脂は、多官能フェノール化合物と多官能エポキシ化合物との反応化合物を含むことができる。これらの多官能フェノール化合物および多官能エポキシ化合物のいずれか一方または両方が、メソゲン構造を有するものである。
An example of the above mesogenic structure-containing phenoxy resin can be produced by a known method. It can be obtained by reacting with an epoxy compound.
That is, the phenoxy resin can contain a reaction compound of a polyfunctional phenol compound and a polyfunctional epoxy compound. Either or both of these polyfunctional phenol compounds and polyfunctional epoxy compounds have a mesogenic structure.
また上記メソゲン構造含有フェノキシ樹脂の他例は、公知の手法で製造できるが、例えば、2個以上のフェノール基を分子内に有するメソゲン構造含有フェノール化合物をエピクロロヒドリン中に付加重合反応することにより得ることができる。
すなわち、上記フェノキシ樹脂は、メソゲン構造含有フェノール化合物の付加重合物を含むことができる。
Other examples of the above mesogenic structure-containing phenoxy resins can be produced by known methods, such as addition polymerization reaction of a mesogenic structure-containing phenol compound having two or more phenol groups in the molecule into epichlorohydrin. It can be obtained by
That is, the phenoxy resin can include an addition polymer of a phenol compound containing a mesogenic structure.
上記フェノキシ樹脂の製造において、無溶媒下または反応溶媒の存在下に行うことができ、用いる反応溶媒としては、非プロトン性有機溶媒、例えば、メチルエチルケトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセトフェノン、N-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルアセトアミド、スルホラン、シクロヘキサノンなどを好適に用いることができる。反応終了後に溶媒置換などを行なうことで好適な溶媒に溶解した樹脂として得ることが可能である。また、溶媒反応で得られたフェノキシ樹脂は、蒸発器等を用いた脱溶媒処理をすることにより、溶媒を含まない固形状の樹脂とすることもできる。 The production of the above phenoxy resin can be carried out without a solvent or in the presence of a reaction solvent, and examples of the reaction solvent used include aprotic organic solvents such as methyl ethyl ketone, dioxane, tetrahydrofuran, acetophenone, N-methylpyrrolidone, dimethyl Sulfoxide, N,N-dimethylacetamide, sulfolane, cyclohexanone, and the like can be suitably used. By performing solvent substitution after the reaction is completed, it is possible to obtain a resin dissolved in a suitable solvent. Moreover, the phenoxy resin obtained by the solvent reaction can be made into a solid resin that does not contain a solvent by performing a solvent removal treatment using an evaporator or the like.
上記フェノキシ樹脂の製造に用いることのできる反応触媒としては、従来公知の重合触媒として、アルカリ金属水酸化物、第三アミン化合物、第四アンモニウム化合物、第三ホスフィン化合物、及び第四ホスホニウム化合物、イミダゾール化合物が好適に使用される。 As reaction catalysts that can be used in the production of the above phenoxy resin, conventionally known polymerization catalysts include alkali metal hydroxides, tertiary amine compounds, quaternary ammonium compounds, tertiary phosphine compounds, quaternary phosphonium compounds, and imidazole. Compounds are preferably used.
上記フェノキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は、通常500~200,000である。好ましくは1,000~100,000であり、より好ましくは2,000~50,000である。Mwはゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。 The weight average molecular weight (Mw) of the above phenoxy resin is usually 500 to 200,000. It is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 2,000 to 50,000. Mw is a value measured by gel permeation chromatography and converted using a standard polystyrene calibration curve.
本実施形態において、メソゲン構造は、例えば、下記一般式(1)または一般式(2)で表される構造を有するものである。
-A1-x-A2- ・・(1)
-x-A1-x- ・・(2)
上記一般式(1)、一般式(2)中、A1およびA2は、各々独立して、芳香族基、縮合芳香族基、脂環基、または脂環式複素環基を表し、xは、各々独立して、直接結合、または-O-、-C=C-、-C≡C-、-CO-、-CO-O-、-CO-NH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N=N-および-N(O)=N-からなる群から選択される2価の結合基を示す。
In this embodiment, the mesogenic structure has, for example, a structure represented by the following general formula (1) or general formula (2).
-A 1 -x-A 2 -...(1)
-x-A 1 -x-...(2)
In the above general formulas (1) and (2), A 1 and A 2 each independently represent an aromatic group, a fused aromatic group, an alicyclic group, or an alicyclic heterocyclic group, and x each independently represents a direct bond, or -O-, -C=C-, -C≡C-, -CO-, -CO-O-, -CO-NH-, -CH=N-, - Represents a divalent bonding group selected from the group consisting of CH=N-N=CH-, -N=N- and -N(O)=N-.
ここで、A1、A2は各々独立して、ベンゼン環を有する炭素数6~12の炭化水素基、ナフタレン環を有する炭素数10~20の炭化水素基、ビフェニル構造を有する炭素数12~24の炭化水素基、ベンゼン環を3個以上有する炭素数12~36の炭化水素基、縮合芳香族基を有する炭素数12~36の炭化水素基、炭素数4~36の脂環式複素環基から選択されるものであることが好ましい。A1、A2は、無置換であってもよく、または置換基を有する誘導体であってもよい。 Here, A 1 and A 2 are each independently a hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms having a benzene ring, a hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms having a naphthalene ring, and a hydrocarbon group having 12 to 20 carbon atoms having a biphenyl structure. 24 hydrocarbon group, a hydrocarbon group having 12 to 36 carbon atoms having three or more benzene rings, a hydrocarbon group having 12 to 36 carbon atoms having a fused aromatic group, an alicyclic heterocycle having 4 to 36 carbon atoms Preferably, it is selected from the group consisting of: A 1 and A 2 may be unsubstituted or may be derivatives having a substituent.
メソゲン構造中のA1、A2の具体例としては、例えば、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、シクロヘキシル、ピリジル、ピリミジル、チオフェニレン等が挙げられる。また、これらは無置換であっても良く、脂肪族炭化水素基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基などの置換基を有する誘導体であってもよい。 Specific examples of A 1 and A 2 in the mesogen structure include phenylene, biphenylene, naphthylene, anthracenylene, cyclohexyl, pyridyl, pyrimidyl, and thiophenylene. Further, these may be unsubstituted or may be derivatives having substituents such as an aliphatic hydrocarbon group, a halogen group, a cyano group, and a nitro group.
メソゲン構造中の結合基(連結基)に相当するxとしては、例えば、直接結合、または-C=C-、-C≡C-、-CO-O-、-CO-NH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N=N-または-N(O)=N-の群から選ばれる2価の置換基が好ましい。
ここで、直接結合とは、単結合、またはメソゲン構造中のA1およびA2が互いに連結して環構造を形成することを意味する。例えば、上記一般式(1)で表される構造に、ナフタレン構造が含まれていてもよい。
As x corresponding to the bonding group (linking group) in the mesogen structure, for example, a direct bond, -C=C-, -C≡C-, -CO-O-, -CO-NH-, -CH= Divalent substituents selected from the group N-, -CH=N-N=CH-, -N=N- or -N(O)=N- are preferred.
Here, a direct bond means that A 1 and A 2 in a single bond or a mesogenic structure are connected to each other to form a ring structure. For example, the structure represented by the above general formula (1) may include a naphthalene structure.
上記多官能フェノール化合物としては、例えば、下記の一般式(A)で表されるメソゲン構造含有化合物を用いることができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the polyfunctional phenol compound, for example, a mesogenic structure-containing compound represented by the following general formula (A) can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
上記一般式(A)中、R1およびR3は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基を表し、R2およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6の鎖状もしくは環状アルキル基、フェニル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、aおよびcはそれぞれ1~3の整数であり、bおよびdはそれぞれ0~2の整数である。ただし、a+bおよびc+dは、それぞれ1~3のいずれかである。a+cは3以上でもよい。 In the above general formula (A), R 1 and R 3 each independently represent a hydroxy group, and R 2 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, a chain or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. , a phenyl group, and a halogen atom, a and c are each an integer of 1 to 3, and b and d are each an integer of 0 to 2. However, a+b and c+d are each one of 1 to 3. a+c may be 3 or more.
上記多官能エポキシ化合物としては、例えば、下記の一般式(B)で表されるメソゲン構造含有化合物を用いることができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the polyfunctional epoxy compound, for example, a mesogenic structure-containing compound represented by the following general formula (B) can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
上記一般式(B)中、R5およびR7は、それぞれ独立に、グリシジルエーテル基を表し、R6およびR8は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6の鎖状もしくは環状アルキル基、フェニル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、eおよびgはそれぞれ1~3の整数であり、fおよびhはそれぞれ0~2の整数である。ただし、e+fおよびg+hは、それぞれ1~3のいずれかである。 In the above general formula (B), R 5 and R 7 each independently represent a glycidyl ether group, and R 6 and R 8 each independently represent a hydrogen atom, a chain or cyclic alkyl having 1 to 6 carbon atoms, represents one selected from a phenyl group, a phenyl group, and a halogen atom, e and g are each an integer of 1 to 3, and f and h are each an integer of 0 to 2. However, e+f and g+h are each one of 1 to 3.
また、上記一般式(A)および一般式(B)中のRは、それぞれ、上記の-A1-x-A2-、-x-A1-x-、または-x-を表すものである。なお、上記一般式(A)中の2つのベンゼン環は互いに連結して縮合環を形成してもよい。 Furthermore, R in the above general formula (A) and general formula (B) represents -A 1 -x-A 2 -, -x-A 1 -x-, or -x-, respectively. be. Note that the two benzene rings in the above general formula (A) may be connected to each other to form a condensed ring.
上記R2、R4、R6およびR8の具体例としては、それぞれ、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、塩素原子、臭素原子等が挙げられるが、これらの中でも、特に、水素原子、またメチル基であるのが好ましい。 Specific examples of the above R 2 , R 4 , R 6 and R 8 include, for example, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a chlorine atom, a bromine atom, etc. Among these, hydrogen atoms and methyl groups are particularly preferred.
上記メソゲン構造を含有する多官能エポキシ化合物としては、例えば、上記の一般式(B)で表される化合物の付加重合物を用いてもよい。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the polyfunctional epoxy compound containing the mesogenic structure, for example, an addition polymer of a compound represented by the above general formula (B) may be used. These may be used alone or in combination of two or more.
上記多官能フェノール化合物および上記多官能エポキシ化合物の中でも、3個以上のヒドロキシ基を分子内に有する多官能フェノール化合物、および2個以上のエポキシ基を分子内に有する多官能エポキシ化合物を用いてもよい。
すなわち、上記フェノキシ樹脂は、3個以上のヒドロキシ基を分子内に有する多官能フェノール化合物と、2個以上のエポキシ基を分子内に有する多官能エポキシ化合物との分岐状反応化合物を含むことができる。
Among the polyfunctional phenol compounds and polyfunctional epoxy compounds mentioned above, polyfunctional phenol compounds having three or more hydroxy groups in the molecule and polyfunctional epoxy compounds having two or more epoxy groups in the molecule may be used. good.
That is, the phenoxy resin can include a branched reaction compound of a polyfunctional phenol compound having three or more hydroxy groups in the molecule and a polyfunctional epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule. .
3個以上のヒドロキシ基を分子内に有する多官能フェノール化合物としては、例えば、ポリフェノールまたはポリフェノール誘導体を含むことができる。
上記ポリフェノールは、分子内に3個以上のフェノール性ヒドロキシ基を含有する化合物である。また、このポリフェノールは、分子内に上記メソゲン構造を備えるものが好ましい。例えば、メソゲン構造として、ビフェニル骨格、フェニルベンゾエート骨格、アゾベンゼン骨格、スチルベン骨格等を用いることができる。
なお、ポリフェノール誘導体とは、3個以上のフェノール性ヒドロキシ基およびメソゲン構造を有するポリフェノール化合物に対して、当該化合物の置換可能な位置で他の置換基に変更される化合物を含むものである。
The polyfunctional phenol compound having three or more hydroxy groups in its molecule may include, for example, polyphenol or polyphenol derivatives.
The above polyphenol is a compound containing three or more phenolic hydroxy groups in the molecule. Moreover, this polyphenol preferably has the above-mentioned mesogenic structure in its molecule. For example, a biphenyl skeleton, a phenylbenzoate skeleton, an azobenzene skeleton, a stilbene skeleton, etc. can be used as the mesogenic structure.
Note that the polyphenol derivative includes a compound in which a polyphenol compound having three or more phenolic hydroxy groups and a mesogenic structure is changed to another substituent at a substitutable position of the compound.
本実施形態において、上記分岐状反応化合物は、少なくとも3個以上のヒドロキシ基を分子内に有する多官能フェノール化合物を含む、1または2種以上の上記多官能フェノール化合物と、1または2種以上の上記多官能エポキシ樹脂とを用いて得ることができる。 In this embodiment, the branched reaction compound includes one or more polyfunctional phenol compounds containing at least three or more hydroxy groups in the molecule, and one or more polyfunctional phenol compounds containing one or more polyfunctional phenol compounds having at least three or more hydroxy groups in the molecule. It can be obtained by using the above polyfunctional epoxy resin.
例えば、3官能フェノール化合物および2官能エポキシ化合物の組み合わせや、3官能フェノール化合物、2官能フェノール化合物および2官能エポキシ化合物の組み合わせを用いてもよい。
上記3官能フェノール化合物として、例えば、以下の化学式で表されるレスベラトロールを用いることができる。
For example, a combination of a trifunctional phenol compound and a bifunctional epoxy compound, or a combination of a trifunctional phenol compound, a bifunctional phenol compound, and a bifunctional epoxy compound may be used.
As the trifunctional phenol compound, for example, resveratrol represented by the following chemical formula can be used.
上記2官能フェノール化合物として、例えば、上記R1およびR3のヒドロキシ基が、それぞれのベンゼン環のパラ位に結合したものを用いることができる。
また、上記2官能エポキシ化合物として、上記R5およびR7のグリシジルエーテル基が、それぞれのベンゼン環のパラ位に結合したものを用いることができる。
また、上記2官能フェノール化合物が縮合環としてナフタレン環を備える場合、上記R1およびR3のヒドロキシ基が、ナフタレン環の1位と4位、1位と5位、1位と6位、2位と3位、2位と6位、または2位と7位のいずれかに結合したものを用いることができる。また、上記2官能エポキシ化合物が縮合環としてナフタレン環を備える場合、上記R5およびR7のグリシジルエーテル基が、ナフタレン環の1位と4位、1位と5位、1位と6位、2位と3位、2位と6位、または2位と7位のいずれかに結合したものを用いることができる。
As the bifunctional phenol compound, for example, one in which the hydroxy groups of R 1 and R 3 are bonded to the para position of each benzene ring can be used.
Moreover, as the above-mentioned bifunctional epoxy compound, one in which the above-mentioned R 5 and R 7 glycidyl ether groups are bonded to the para-position of each benzene ring can be used.
In addition, when the bifunctional phenol compound has a naphthalene ring as a condensed ring, the hydroxy groups of R 1 and R 3 are located at the 1st and 4th positions, the 1st and 5th positions, the 1st and 6th positions, the 2nd and 2nd positions of the naphthalene ring. It is possible to use a compound bonded between the 2nd and 3rd positions, the 2nd and 6th positions, or the 2nd and 7th positions. In addition, when the bifunctional epoxy compound has a naphthalene ring as a condensed ring, the glycidyl ether groups of R 5 and R 7 are located at the 1st and 4th positions, the 1st and 5th positions, the 1st and 6th positions of the naphthalene ring, A combination of the 2nd and 3rd positions, the 2nd and 6th positions, or the 2nd and 7th positions can be used.
上記のような3官能フェノール化合物および2官能エポキシ化合物の組み合わせや、3官能フェノール化合物、2官能フェノール化合物および2官能エポキシ化合物の組み合わせにより、上記の分岐型反応化合物(分岐型フェノキシ樹脂)を得られる。 The above branched reaction compound (branched phenoxy resin) can be obtained by a combination of a trifunctional phenol compound and a bifunctional epoxy compound, or a combination of a trifunctional phenol compound, a bifunctional phenol compound, and a bifunctional epoxy compound as described above. .
一方、上記多官能フェノール化合物および上記多官能エポキシ化合物の中でも、2官能フェノール化合物および2官能エポキシ化合物を用いてもよい。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
すなわち、上記フェノキシ樹脂は、2個のヒドロキシ基を分子内に有する2官能フェノール化合物と、2個のエポキシ基を分子内に有する2官能エポキシ化合物との直鎖型反応化合物を含むことができる。
On the other hand, among the polyfunctional phenol compound and the polyfunctional epoxy compound, a bifunctional phenol compound and a bifunctional epoxy compound may be used. These may be used alone or in combination of two or more.
That is, the phenoxy resin can include a linear reaction compound of a bifunctional phenol compound having two hydroxy groups in the molecule and a bifunctional epoxy compound having two epoxy groups in the molecule.
上記2官能フェノール化合物として、上記R1およびR3のヒドロキシ基が、それぞれのベンゼン環のパラ位に結合したものを用いることができる。また、上記2官能エポキシ化合物として、上記R5およびR7のグリシジルエーテル基が、それぞれのベンゼン環のパラ位に結合したものを用いることができる。
また、上記2官能フェノール化合物が縮合環としてナフタレン環を備える場合、上記R1およびR3のヒドロキシ基が、ナフタレン環の1位と4位、1位と5位、1位と6位、2位と3位、2位と6位、または2位と7位のいずれかに結合したものを用いることができる。また、上記2官能エポキシ化合物が縮合環としてナフタレン環を備える場合、上記R5およびR7のグリシジルエーテル基が、ナフタレン環の1位と4位、1位と5位、1位と6位、2位と3位、2位と6位、または2位と7位のいずれかに結合したものを用いることができる。
このような2官能フェノール化合物および2官能エポキシ化合物を併用することにより、上記の直鎖型反応化合物(直鎖型フェノキシ樹脂)を得られる。
As the bifunctional phenol compound, one in which the hydroxy groups of R 1 and R 3 are bonded to the para position of each benzene ring can be used. Moreover, as the above-mentioned bifunctional epoxy compound, one in which the above-mentioned R 5 and R 7 glycidyl ether groups are bonded to the para-position of each benzene ring can be used.
In addition, when the bifunctional phenol compound has a naphthalene ring as a condensed ring, the hydroxy groups of R 1 and R 3 are located at the 1st and 4th positions, the 1st and 5th positions, the 1st and 6th positions, the 2nd and 2nd positions of the naphthalene ring. It is possible to use a compound bonded between the 2nd and 3rd positions, the 2nd and 6th positions, or the 2nd and 7th positions. In addition, when the bifunctional epoxy compound has a naphthalene ring as a condensed ring, the glycidyl ether groups of R 5 and R 7 are located at the 1st and 4th positions, the 1st and 5th positions, the 1st and 6th positions of the naphthalene ring, A combination of the 2nd and 3rd positions, the 2nd and 6th positions, or the 2nd and 7th positions can be used.
By using such a bifunctional phenol compound and a bifunctional epoxy compound together, the above linear reaction compound (linear phenoxy resin) can be obtained.
上記分岐型フェノキシ樹脂及び直鎖型フェノキシ樹脂は、分子末端にエポキシ基またはヒドロキシ基、分子内部にエポキシ基またはヒドロキシ基を有することができる。末端または内部にエポキシ基を有することにより、架橋反応を形成できるため、耐熱性を高めることができる。
また、剛直かつ電子共役している直鎖型の構造単位を有することにより、放熱特性を向上させることができる。
The above-mentioned branched phenoxy resin and linear phenoxy resin can have an epoxy group or a hydroxy group at the end of the molecule, and an epoxy group or a hydroxy group inside the molecule. By having an epoxy group at the end or inside, a crosslinking reaction can be formed, so heat resistance can be improved.
Further, by having a linear structural unit that is rigid and electronically conjugated, heat dissipation characteristics can be improved.
上記フェノキシ樹脂の含有量は、フィラーを含まない熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分(100質量%)に対して、例えば、1質量%~70質量%、好ましくは2質量%~50質量%、より好ましくは3質量%~45質量%である。 The content of the phenoxy resin is, for example, 1% by mass to 70% by mass, preferably 2% by mass to 50% by mass, based on the resin component (100% by mass) of the thermosetting resin composition containing no filler. More preferably, it is 3% by mass to 45% by mass.
本明細書中、「~」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す。また、フィラーを含まない熱硬化性樹脂組成物において、「フィラー」とは、後述の熱伝導性フィラー、無機フィラーまたは有機フィラー等の通常のフィラー含む。すなわち、フィラーを含まない熱硬化性樹脂組成物は、フィラー以外の樹脂成分で構成されるものであって、樹脂成分として、例えば、熱硬化性樹脂、およびフェノキシ樹脂を含む。 In this specification, "~" indicates that the upper limit value and the lower limit value are included, unless otherwise specified. Furthermore, in a thermosetting resin composition that does not contain fillers, the term "filler" includes ordinary fillers such as thermally conductive fillers, inorganic fillers, or organic fillers, which will be described later. That is, a thermosetting resin composition that does not contain a filler is composed of a resin component other than the filler, and includes, for example, a thermosetting resin and a phenoxy resin as the resin component.
(熱硬化性樹脂)
上記熱硬化性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂を含有する。
当該熱硬化性樹脂として、分子内にメソゲン構造(メソゲン骨格)を含有する熱硬化性化合物や、分子内にメソゲン構造を含有しない熱硬化性化合物が挙げられる。
(thermosetting resin)
The thermosetting resin composition contains a thermosetting resin other than phenoxy resin.
Examples of the thermosetting resin include thermosetting compounds containing a mesogenic structure (mesogen skeleton) in the molecule and thermosetting compounds not containing a mesogenic structure in the molecule.
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シアネートエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ビスマレイミド樹脂、アクリル樹脂、またフェノール誘導体これらの誘導体等が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は、1分子内に反応性官能基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量や分子構造は特に限定されない。
これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the thermosetting resin include epoxy resin, polyimide resin, benzoxazine resin, unsaturated polyester resin, cyanate ester resin, phenol resin, melamine resin, silicone resin, bismaleimide resin, acrylic resin, and phenol derivatives thereof. Examples include derivatives. As these thermosetting resins, monomers, oligomers, and polymers in general having two or more reactive functional groups in one molecule can be used, and the molecular weight and molecular structure thereof are not particularly limited.
These may be used alone or in combination of two or more.
上記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂及びフェノール誘導体からなる群から選択される一種以上を含むことができる。 The thermosetting resin may include one or more selected from the group consisting of epoxy resins and phenol derivatives.
上記フェノール誘導体としては、フェノール化合物を用いて合成される化合物であれば特に限定されないが、例えば、ベンゾオキサジン化合物、ノボラック樹脂、レゾール樹脂が挙げられる。
上記フェノール誘導体は、高熱伝導率の観点から、分子内にメソゲン構造を有するものが好ましい。上記フェノール誘導体は、分子内にメソゲン構造を有するフェノール化合物またはアミン化合物を用いて合成され得る。
The above-mentioned phenol derivative is not particularly limited as long as it is a compound synthesized using a phenol compound, and examples thereof include benzoxazine compounds, novolac resins, and resol resins.
The above-mentioned phenol derivative preferably has a mesogenic structure in its molecule from the viewpoint of high thermal conductivity. The above-mentioned phenol derivative can be synthesized using a phenol compound or an amine compound having a mesogenic structure in the molecule.
上記ベンゾオキサジン化合物としては、例えば、下記一般式(c1)または(c2)で表されるメソゲン構造を含有するベンゾオキサジン化合物を含むことができる。 The benzoxazine compound may include, for example, a benzoxazine compound containing a mesogenic structure represented by the following general formula (c1) or (c2).
上記一般式(c1)および(c2)中、中のRは、それぞれ、上述の-x-で表される結合基である。 In the above general formulas (c1) and (c2), each R is a bonding group represented by -x- as described above.
また、上記一般式(c1)および(c2)中、R’は、それぞれ独立して、同一または異なる、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキニル基を表す。また、一般式(c1)、(c2)中のベンゼン環は、無置換でも、脂肪族炭化水素基や芳香族炭化水素基などの置換基を有していてもよい。この他、上記ベンゾオキサジン化合物は、架橋性基や二トリルなどの極性基などの官能基を有していてもよい。 In addition, in the above general formulas (c1) and (c2), R' each independently represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkynyl group, which are the same or different. represent. Further, the benzene ring in the general formulas (c1) and (c2) may be unsubstituted or may have a substituent such as an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. In addition, the benzoxazine compound may have a functional group such as a crosslinkable group or a polar group such as nitrile.
上記熱硬化性樹脂の含有量は、フィラーを含まない熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分(100質量%)に対して、例えば、0.1質量%以上70質量%以下が好ましく、0.5質量%以上65質量%以下がより好ましい、1質量%以上60質量%以下がさらに好ましい。上記下限値以上であると、硬化性が向上し、樹脂層を形成するのが容易となる。上記上限値以下であると、樹脂層の保存安定性がより一層向上したり、樹脂層の熱伝導性がより一層向上したりする。 The content of the thermosetting resin is, for example, preferably 0.1% by mass or more and 70% by mass or less, and 0.5% by mass or less, based on the resin component (100% by mass) of the thermosetting resin composition containing no filler. The content is more preferably 1% by mass or more and 65% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or more and 60% by mass or less. When it is at least the above lower limit, curability improves and it becomes easy to form a resin layer. When it is below the above upper limit, the storage stability of the resin layer is further improved, and the thermal conductivity of the resin layer is further improved.
(硬化剤)
上記熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、硬化剤を含むことができる。
上記硬化剤としては、熱硬化性樹脂の種類に応じて選択され、これと反応するものであれば特に限定されない。
(hardening agent)
The thermosetting resin composition may contain a curing agent, if necessary.
The curing agent is selected depending on the type of thermosetting resin, and is not particularly limited as long as it reacts with the thermosetting resin.
硬化剤としては、フェノール樹脂系硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、メルカプタン系硬化剤等を挙げることができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the curing agent include phenolic resin curing agents, amine curing agents, acid anhydride curing agents, and mercaptan curing agents. These may be used alone or in combination of two or more.
上記フェノール樹脂系硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、アミノトリアジンノボラック樹脂、ノボラック樹脂、トリスフェニルメタン型のフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物;レゾール型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。これらの中でも、ガラス転移温度の向上及び線膨張係数の低減の観点から、ノボラック型フェノール樹脂またはレゾール型フェノール樹脂を用いることができる。 Examples of the above-mentioned phenolic resin curing agents include phenol novolac resins, cresol novolak resins, naphthol novolak resins, aminotriazine novolak resins, novolak resins, novolak type phenolic resins such as tris-phenylmethane type phenol novolak resins; terpene-modified phenolic resins, Modified phenol resins such as cyclopentadiene-modified phenol resin; phenol aralkyl resins having a phenylene skeleton and/or biphenylene skeleton; aralkyl type resins such as naphthol aralkyl resins having a phenylene skeleton and/or biphenylene skeleton; bisphenols such as bisphenol A and bisphenol F Compounds include resol type phenolic resins, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. Among these, a novolac type phenol resin or a resol type phenol resin can be used from the viewpoint of improving the glass transition temperature and reducing the coefficient of linear expansion.
(硬化促進剤)
上記熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、硬化促進剤を含むことができる。
上記硬化促進剤の種類や配合量は特に限定されないが、反応速度や反応温度、保管性などの観点から、適切なものを選択することができる。
(hardening accelerator)
The thermosetting resin composition may contain a curing accelerator, if necessary.
The type and amount of the curing accelerator mentioned above are not particularly limited, but an appropriate one can be selected from the viewpoints of reaction rate, reaction temperature, storage stability, etc.
上記硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール類、有機リン化合物、3級アミン類、フェノール化合物、有機酸等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、耐熱性を高める観点から、イミダゾール類などの窒素原子含有化合物を用いることが好ましい。 Examples of the curing accelerator include imidazoles, organic phosphorus compounds, tertiary amines, phenol compounds, and organic acids. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of improving heat resistance, it is preferable to use nitrogen atom-containing compounds such as imidazoles.
上記イミダゾール類としては、例えば、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、2,4-ジエチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート等が挙げられる。 Examples of the imidazole include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2,4-diethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxyimidazole. , 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, and the like.
上記3級アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7等が挙げられる。
上記フェノール化合物としては、例えば、フェノール、ビスフェノールA、ノニルフェノール、2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられる。
上記有機酸としては、例えば、酢酸、安息香酸、サリチル酸、p-トルエンスルホン酸等が挙げられる。
Examples of the above-mentioned tertiary amines include triethylamine, tributylamine, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane, and 1,8-diazabicyclo(5,4,0)undecene-7.
Examples of the phenol compound include phenol, bisphenol A, nonylphenol, 2,2-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propane, and the like.
Examples of the organic acids include acetic acid, benzoic acid, salicylic acid, and p-toluenesulfonic acid.
上記硬化促進剤の含有量は、熱硬化性樹脂と硬化剤との合計100質量%に対して、0.01質量%~10質量%でもよく、0.02質量%~5質量%でもよく、0.05質量%~1.5質量%でもよい。 The content of the curing accelerator may be 0.01% by mass to 10% by mass, or 0.02% by mass to 5% by mass, based on the total of 100% by mass of the thermosetting resin and curing agent. It may be 0.05% by mass to 1.5% by mass.
(熱伝導性フィラー)
上記熱硬化性樹脂組成物は、熱伝導性フィラーを含む。
上記熱伝導性フィラーは、たとえば、20W/m・K以上の熱伝導率を有する高熱伝導性無機粒子を含むことができる。高熱伝導性無機粒子としては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び酸化マグネシウムから選択される少なくとも1種以上を含むことができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(thermal conductive filler)
The thermosetting resin composition includes a thermally conductive filler.
The thermally conductive filler can include, for example, highly thermally conductive inorganic particles having a thermal conductivity of 20 W/m·K or more. The highly thermally conductive inorganic particles may include, for example, at least one selected from alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, and magnesium oxide. These may be used alone or in combination of two or more.
上記熱伝導性フィラーは、窒化ホウ素は、鱗片状窒化ホウ素の、単分散粒子、凝集粒子またはこれらの混合物を含むことができる。鱗片状窒化ホウ素は顆粒状に造粒されていてもよい。鱗片状窒化ホウ素の凝集粒子を用いることによって、一層に熱伝導性を高められる。凝集粒子は、焼結粒子であっても、非焼結粒子であってもよい。 In the thermally conductive filler, the boron nitride may include monodispersed particles, aggregated particles, or a mixture thereof of flaky boron nitride. The flaky boron nitride may be granulated. By using aggregated particles of scale-like boron nitride, thermal conductivity can be further enhanced. The aggregated particles may be sintered particles or non-sintered particles.
上記熱伝導性フィラーの含有量は、フィラーを含まない熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分(100質量%)に対して、100質量%~400質量%であり、好ましくは150質量%~350質量%であり、より好ましくは200質量%~300質量%である。上記下限値以上とすることにより、熱伝導性を向上させることができる。上記上限値以下とすることにより、プロセス性の低下を抑制することができる。 The content of the thermally conductive filler is 100% by mass to 400% by mass, preferably 150% by mass to 350% by mass, based on the resin component (100% by mass) of the thermosetting resin composition containing no filler. %, more preferably 200% to 300% by mass. Thermal conductivity can be improved by setting it to the above lower limit or more. By setting it below the above-mentioned upper limit, deterioration in processability can be suppressed.
上記熱硬化性樹脂組成物は、シランカップリング剤を含むことができる。
これにより、熱硬化性樹脂組成物中における熱伝導性フィラーの相溶性を向上させることができる。カップリング剤は、熱硬化性樹脂組成物に添加してもよいし、熱伝導性フィラー表面に処理して使用してもよい。
The thermosetting resin composition may include a silane coupling agent.
Thereby, the compatibility of the thermally conductive filler in the thermosetting resin composition can be improved. The coupling agent may be added to the thermosetting resin composition, or may be used by treating the surface of the thermally conductive filler.
上記シランカップリング剤としては、例えば、エポキシ系シランカップリング剤、アミノ系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤、ウレイド系シランカップリング剤、カチオニック系シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤からなる群から選択される一種以上を含むことができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
この中でも、官能基として、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、ウレイド基またはヒドロキシ基の少なくとも一種以上を有するシランカップリング剤を用いることができる。また、樹脂成分との相溶性を向上させる観点から、非反応性のフェニル基を有するシランカップリング剤を用いることができる。
Examples of the silane coupling agents include epoxy silane coupling agents, amino silane coupling agents, mercapto silane coupling agents, ureido silane coupling agents, cationic silane coupling agents, and titanate coupling agents. and a silicone oil type coupling agent. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, a silane coupling agent having at least one of an epoxy group, an amino group, a mercapto group, a ureido group, or a hydroxy group as a functional group can be used. Furthermore, from the viewpoint of improving compatibility with the resin component, a silane coupling agent having a non-reactive phenyl group can be used.
上記官能基を有するシランカップリング剤の具体例としては、例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトトリエトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。上記フェニル基を含有するシランカップリング剤としては、例えば、3-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-フェニルアミノプロピルトリエトキシシラン、N-メチルアニリノプロピルトリメトキシシラン、N-メチルアニリノプロピルトリエトキシシラン、3-フェニルイミノプロピルトリメトキシシラン、3-フェニルイミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトシキシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of the silane coupling agent having the above functional group include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, 3-(2- Examples include aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptotriethoxysilane, and 3-ureidopropyltriethoxysilane. Examples of the silane coupling agent containing a phenyl group include 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltriethoxysilane, N-methylanilinopropyltrimethoxysilane, and N-methylanilinopropyltrimethoxysilane. Ethoxysilane, 3-phenyliminopropyltrimethoxysilane, 3-phenyliminopropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, triphenylmethoxysilane, triphenylethoxysilane, etc. can be mentioned.
上記カップリング剤の添加量は、熱伝導性フィラー100質量%に対して、例えば、0.05質量%以上3質量%以下が好ましく、特に0.1質量%以上2質量%以下が好ましい。 The amount of the coupling agent added is preferably, for example, 0.05% by mass or more and 3% by mass or less, particularly preferably 0.1% by mass or more and 2% by mass or less, based on 100% by mass of the thermally conductive filler.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上述した成分以外の他の成分を含むことができる。この他の成分としては、例えば、酸化防止剤、レベリング剤が挙げられる。 The thermosetting resin composition of this embodiment can contain other components other than the components mentioned above. Examples of other components include antioxidants and leveling agents.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の製造方法として、例えば、次のような方法がある。
上記の各成分を、溶剤中に溶解、混合、撹拌することにより樹脂ワニス(ワニス状の熱硬化性樹脂組成物)を調製することができる。この混合は、超音波分散方式、高圧衝突式分散方式、高速回転分散方式、ビーズミル方式、高速せん断分散方式、および自転公転式分散方式などの各種混合機を用いることができる。
Examples of methods for producing the thermosetting resin composition of this embodiment include the following methods.
A resin varnish (varnish-like thermosetting resin composition) can be prepared by dissolving, mixing, and stirring each of the above components in a solvent. For this mixing, various mixers such as an ultrasonic dispersion method, a high-pressure collision dispersion method, a high-speed rotation dispersion method, a bead mill method, a high-speed shear dispersion method, and a rotation-revolution dispersion method can be used.
上記溶剤としては特に限定されないが、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、
シクロヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、セルソルブ系、カルビトール系、アニソール、およびN-メチルピロリドン等が挙げられる。
The above solvents are not particularly limited, but include acetone, methyl isobutyl ketone, toluene, ethyl acetate,
Examples include cyclohexane, heptane, cyclohexane, cyclohexanone, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, ethylene glycol, cellosolve series, carbitol series, anisole, and N-methylpyrrolidone.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の特性について説明する。
熱硬化性樹脂組成物の特性として、樹脂特性、複合化物特性の両方がある。
The characteristics of the thermosetting resin composition of this embodiment will be explained.
Properties of thermosetting resin compositions include both resin properties and composite properties.
樹脂特性は、次の組成物サンプルA、あるいは硬化サンプルAを用いて測定されるものである。
上記組成物サンプルAは、上記熱硬化性樹脂組成物の組成成分うち、フィラー以外の成分の混合物で構成され、フィラーを含まない熱硬化性樹脂組成物として準備される。ここで言う「フィラー」には、上述の熱伝導性フィラー、無機フィラーまたは有機フィラー等の通常のフィラーを含む。
上記硬化サンプルAは、組成物サンプルAを所定の条件で硬化したものである。
The resin properties are measured using the following composition sample A or cured sample A.
The composition sample A is prepared as a thermosetting resin composition that is composed of a mixture of components other than the filler among the constituent components of the thermosetting resin composition and does not contain filler. The term "filler" used herein includes ordinary fillers such as the above-mentioned thermally conductive fillers, inorganic fillers, and organic fillers.
The cured sample A is obtained by curing composition sample A under predetermined conditions.
また、複合化物特性は、次の硬化サンプルBを用いて測定されるものである。
上記硬化サンプルBは、熱伝導性フィラー等のフィラーを含有する熱硬化性樹脂組成物を組成サンプルBとして用い、その組成サンプルBを所定の条件で硬化したものである。
Further, the composite properties are measured using the following cured sample B.
The cured sample B is obtained by using a thermosetting resin composition containing a filler such as a thermally conductive filler as the composition sample B, and curing the composition sample B under predetermined conditions.
上記硬化サンプルA、Bは、必要に応じて、所定寸法の試験片に加工してもよく、硬化前に所定条件でBステージ化してもよく、硬化後に所定条件で乾燥処理がなされてもよい。 The above-mentioned cured samples A and B may be processed into test pieces of predetermined dimensions as necessary, may be B-staged under predetermined conditions before curing, or may be subjected to a drying treatment under predetermined conditions after curing. .
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、以下の特性1,2を備えるものである。
(特性1)硬化サンプルAの厚み方向における樹脂熱伝導率の下限値は、0.27W/m・K以上、好ましくは0.28W/m・K以上、より好ましくは0.29W/m・K以上である。上記樹脂熱伝導率の上限値は、特に限定されないが、例えば、3.0W/m・K以下、好ましくは2.5W/m・K以下、より好ましくは2.0W/m・K以下でもよい。
(特性2)硬化サンプルAのガラス転移温度の下限値は、150℃以上、好ましくは190℃以上、より好ましくは200℃以上である。一方、上記ガラス転移温度の上限値は、特に限定されないが、400℃以下、好ましくは350℃以下、より好ましくは300℃以下でもよい。
The thermosetting resin composition of this embodiment has the following characteristics 1 and 2.
(Characteristic 1) The lower limit of the resin thermal conductivity in the thickness direction of cured sample A is 0.27 W/m・K or more, preferably 0.28 W/m・K or more, more preferably 0.29 W/m・K That's all. The upper limit of the resin thermal conductivity is not particularly limited, but may be, for example, 3.0 W/m·K or less, preferably 2.5 W/m·K or less, more preferably 2.0 W/m·K or less. .
(Characteristic 2) The lower limit of the glass transition temperature of cured sample A is 150°C or higher, preferably 190°C or higher, and more preferably 200°C or higher. On the other hand, the upper limit of the glass transition temperature is not particularly limited, but may be 400°C or lower, preferably 350°C or lower, and more preferably 300°C or lower.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、特性1の樹脂熱伝導率を上記下限値以上とし、特性2のガラス転移温度を上記下限値以上とすることにより、加熱処理前後の熱伝導率変化を抑制し、熱伝導性の熱的安定性を高めることができる。 In the thermosetting resin composition of the present embodiment, the thermal conductivity of property 1 is set to be equal to or higher than the above lower limit value, and the glass transition temperature of property 2 is set to be equal to or higher than the above lower limit value, whereby the thermal conductivity changes before and after heat treatment. can be suppressed and the thermal stability of thermal conductivity can be improved.
上記硬化サンプルAの25℃における貯蔵弾性率は、例えば、1.7GPa~5.0GPa、好ましくは1.8GPa~4.5GPa、より好ましくは1.9GPa~4.0GPaである。下限値以上とすることにより、機械的強度に優れた金属ベース基板を実現できる。 The storage modulus of the cured sample A at 25° C. is, for example, 1.7 GPa to 5.0 GPa, preferably 1.8 GPa to 4.5 GPa, more preferably 1.9 GPa to 4.0 GPa. By setting it to the lower limit or more, a metal base substrate with excellent mechanical strength can be realized.
上記硬化サンプルAの5%重量減少温度(Td5)は、例えば、330℃~500℃、好ましくは340℃~480℃、より好ましくは350℃~450℃である。下限値以上とすることにより、耐熱性に優れた金属ベース基板を実現できる。 The 5% weight loss temperature (Td5) of the cured sample A is, for example, 330°C to 500°C, preferably 340°C to 480°C, more preferably 350°C to 450°C. By setting it to the lower limit or more, a metal base substrate with excellent heat resistance can be realized.
上記硬化サンプルAの、40℃~60℃の範囲における平面方向(XY方向)の線膨張係数は、例えば、30ppm/℃~90ppm/℃、好ましくは35ppm/℃~80ppm/℃、より好ましくは40ppm/℃~70ppm/℃である。このような数値範囲内とすることにより、高温時の応力緩和能を高め、信頼性に優れた金属ベース基板を実現できる。 The linear expansion coefficient of the cured sample A in the plane direction (XY direction) in the range of 40°C to 60°C is, for example, 30 ppm/°C to 90 ppm/°C, preferably 35 ppm/°C to 80 ppm/°C, more preferably 40 ppm/°C. /°C to 70 ppm/°C. By setting the value within such a numerical range, it is possible to improve the stress relaxation ability at high temperatures and realize a metal base substrate with excellent reliability.
上記硬化サンプルBの厚み方向における複合熱伝導率は、例えば、5W/m・K~50W/m・Kであり、好ましくは8W/m・K~30W/m・Kでもよい。このような数値範囲とすることにより、複合成形体の放熱特性を向上できる。 The composite thermal conductivity in the thickness direction of the cured sample B is, for example, 5 W/m·K to 50 W/m·K, preferably 8 W/m·K to 30 W/m·K. By setting the value within such a numerical range, the heat dissipation characteristics of the composite molded article can be improved.
(樹脂シート)
本実施形態の樹脂シートは、キャリア基材と、キャリア基材上に設けられた、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層と、を備えるものである。
(resin sheet)
The resin sheet of this embodiment includes a carrier base material and a resin layer made of the thermosetting resin composition of this embodiment provided on the carrier base material.
上記樹脂シートは、たとえばワニス状の熱硬化性樹脂組成物をキャリア基材上に塗布して得られた塗布膜(樹脂層)に対して、溶剤除去処理を行うことにより得ることができる。上記樹脂シート中の溶剤含有率が、熱硬化性樹脂組成物全体に対して10重量%以下とすることができる。たとえば80℃~200℃、1分間~30分間の条件で溶剤除去処理を行うことができる。 The resin sheet can be obtained, for example, by subjecting a coating film (resin layer) obtained by coating a varnish-like thermosetting resin composition onto a carrier base material to a solvent removal treatment. The solvent content in the resin sheet can be 10% by weight or less based on the entire thermosetting resin composition. For example, the solvent removal treatment can be performed at 80° C. to 200° C. for 1 minute to 30 minutes.
また、本実施形態において、上記キャリア基材としては、例えば、高分子フィルムや金属箔などを用いることができる。当該高分子フィルムとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリカーボネート、シリコーンシート等の離型紙、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂などの耐熱性を有した熱可塑性樹脂シート等が挙げられる。当該金属箔としては、特に限定されないが、例えば、銅および/または銅系合金、アルミおよび/またはアルミ系合金、鉄および/または鉄系合金、銀および/または銀系合金、金および金系合金、亜鉛および亜鉛系合金、ニッケルおよびニッケル系合金、錫および錫系合金などが挙げられる。 Further, in this embodiment, as the carrier base material, for example, a polymer film, metal foil, etc. can be used. The polymer film is not particularly limited, but includes, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonate, release papers such as silicone sheets, and heat-resistant materials such as fluorine resins and polyimide resins. Examples include thermoplastic resin sheets having the following properties. The metal foil is not particularly limited, but includes, for example, copper and/or copper-based alloys, aluminum and/or aluminum-based alloys, iron and/or iron-based alloys, silver and/or silver-based alloys, gold and gold-based alloys. , zinc and zinc-based alloys, nickel and nickel-based alloys, tin and tin-based alloys, and the like.
(樹脂基板)
本実施形態の樹脂基板は、上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で構成された絶縁層を備えるものである。この樹脂基板は、LED、パワーモジュールなどの電子部品を搭載するためのプリント基板の材料として用いることができる。
(resin substrate)
The resin substrate of this embodiment includes an insulating layer made of a cured product of the thermosetting resin composition. This resin substrate can be used as a material for a printed circuit board on which electronic components such as LEDs and power modules are mounted.
(金属ベース基板)
本実施形態の金属ベース基板100について図1に基づいて説明する。
図1は、金属ベース基板100の構成の一例を示す断面図である。
上記金属ベース基板100は、図1に示すように、金属基板101と、金属基板101上に設けられた絶縁層102と、絶縁層102上に設けられた金属層103と、を備えることができる。この絶縁層102は、上記の熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層、熱硬化性樹脂組成物の硬化物および積層板からなる群から選択される一種で構成することが可能である。これらの樹脂層、積層板のそれぞれは、金属層103の回路加工の前では、Bステージ状態の熱硬化性樹脂組成物で構成されていてもよく、回路加工の後では、それを硬化処理されてなる硬化体であってもよい。
(metal base board)
The
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a
As shown in FIG. 1, the
金属層103は絶縁層102上に設けられ、回路加工されるものである。この金属層103を構成する金属としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、鉄、錫等から選択される一種または二種以上が挙げられる。これらの中でも、金属層103は、好ましくは銅層またはアルミニウム層であり、特に好ましくは銅層である。銅またはアルミニウムを用いることで、金属層103の回路加工性を良好なものとすることができる。金属層103は、板状で入手できる金属箔を用いてもよいし、ロール状で入手できる金属箔を用いてもよい。
The
金属層103の厚みの下限値は、例えば、0.01mm以上であり、好ましくは0.035mm以上であれば、高電流を要する用途に適用できる。
また、金属層103の厚みの上限値は、例えば、10.0mm以下であり、好ましくは5mm以下である。このような数値以下であれば、回路加工性を向上させることができ、また、基板全体としての薄型化を図ることができる。
The lower limit of the thickness of the
Further, the upper limit of the thickness of the
金属基板101は、金属ベース基板100に蓄積された熱を放熱する役割を有する。金属基板101は、放熱性の金属基板であれば特に限定されないが、例えば、銅基板、銅合金基板、アルミニウム基板、アルミニウム合金基板であり、銅基板またはアルミニウム基板が好ましく、銅基板がより好ましい。銅基板またはアルミニウム基板を用いることで、金属基板101の放熱性を良好なものとすることができる。
The
金属基板101の厚さは、本発明の目的が損なわれない限り、適宜設定できる。
金属基板101の厚さの上限値は、例えば、20.0mm以下であり、好ましくは5.0mm以下である。この数値以下の金属ベース基板100の外形加工や切り出し加工等における加工性を向上させることができる。
また、金属基板101の厚さの下限値は、例えば、0.01mm以上であり、好ましくは0.6mm以上である。この数値以上の金属基板101を用いることで、金属ベース基板100全体としての放熱性を向上させることができる。
The thickness of the
The upper limit of the thickness of the
Further, the lower limit of the thickness of the
本実施形態において、金属ベース基板100は、各種の基板用途に用いることが可能であるが、熱伝導性及び耐熱性に優れることから、LEDやパワーモジュールを用いるプリント基板として用いることが可能である。
金属ベース基板100は、パターンにエッチング等することによって回路加工された金属層103を有することができる。この金属ベース基板100において、最外層に不図示のソルダーレジストを形成し、露光・現像により電子部品が実装できるよう接続用電極部が露出されていてもよい。
In this embodiment, the
The
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted. Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention includes modifications, improvements, etc. within a range that can achieve the purpose of the present invention.
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the description of these Examples.
(熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物の作製)
表1に示す配合割合に従い、熱硬化性樹脂、フェノキシ樹脂と、必要に応じて硬化促進剤と、を熱板上にて溶融混合し、冷却後固体であれば粉砕をし、液状であればそのまま熱硬化性樹脂組成物として使用した。
(Preparation of thermosetting resin composition containing no thermally conductive filler)
According to the compounding ratio shown in Table 1, thermosetting resin, phenoxy resin, and if necessary, a curing accelerator are melt-mixed on a hot plate, and after cooling, if it is solid, it is pulverized, and if it is liquid, it is crushed. It was used as it was as a thermosetting resin composition.
(熱伝導性フィラーを含有する熱硬化性樹脂ワニスの作製)
表1に示す配合割合に従い、熱硬化性樹脂、フェノキシ樹脂、必要に応じて硬化促進剤と熱伝導性フィラーと溶媒を撹拌してワニス状の熱硬化性樹脂組成物を得た。
表1中、熱伝導性フィラーの含有量は、熱伝導性フィラーを含まない熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分(100質量%)に対して、50体積%であった。
(Preparation of thermosetting resin varnish containing thermally conductive filler)
According to the blending ratio shown in Table 1, a thermosetting resin, a phenoxy resin, a curing accelerator as necessary, a thermally conductive filler, and a solvent were stirred to obtain a varnish-like thermosetting resin composition.
In Table 1, the content of the thermally conductive filler was 50% by volume with respect to the resin component (100% by mass) of the thermosetting resin composition not containing the thermally conductive filler.
表1に記載の各成分は以下の通り。 Each component listed in Table 1 is as follows.
(硬化促進剤)
・硬化促進剤1:フェノール樹脂(明和化成製、MEH-7500)
(hardening accelerator)
・Curing accelerator 1: Phenol resin (Meiwa Kasei, MEH-7500)
(熱硬化性樹脂) (thermosetting resin)
・ベンゾオキサジン化合物1:下記の化学式で表されるベンゾオキサジン化合物(メソゲン構造なし、四国化成社製、P-d)
・ベンゾオキサジン化合物2:下記の化学式で表されるベンゾオキサジン化合物(メソゲン構造あり、PH-tol)
・エポキシ化合物1:下記の化学式で表される、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(メソゲン構造なし、固形エポキシ樹脂、DIC社製、HP-7200) ・Epoxy compound 1: Dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the chemical formula below (no mesogen structure, solid epoxy resin, manufactured by DIC Corporation, HP-7200)
(フェノキシ樹脂)
・直鎖型フェノキシ樹脂A:下記の化学式で表されるビスフェノールA型フェノキシ樹脂(メソゲン構造なし、三菱ケミカル社製、YP-55)
・Linear chain phenoxy resin A: Bisphenol A type phenoxy resin represented by the chemical formula below (no mesogen structure, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, YP-55)
・分岐型フェノキシ樹脂B:下記の合成手順Aで得られる分岐型フェノキシ樹脂B
(合成手順A)
下記化学式で表されるエステル基含有ビスフェノール(2官能フェノール化合物、メソゲン構造あり、社内調製品)8.9重量部と、下記化学式で表されるテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂(2官能エポキシ化合物、メソゲン構造あり、三菱ケミカル社製、YX4000)56.5重量部と、下記化学式で表される3官能性メソゲンフェノール(3官能フェノール化合物、メソゲン構造あり、Evolva社製、レスベラトロール)6.0重量部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.1重量部、メチルエチルケトン28.5重量部を反応器に投下し、120℃下で溶剤を除去しながら反応させた。GPCで目的の分子量となることを確認し、反応を停止させた。重量平均分子量で9300(ポリスチレン屈折率換算)の分岐型フェノキシ樹脂Bを得た。
(Synthesis procedure A)
8.9 parts by weight of ester group-containing bisphenol (bifunctional phenol compound, with a mesogenic structure, in-house preparation) represented by the chemical formula below, and tetramethylbiphenyl type epoxy resin (bifunctional epoxy compound, mesogen structure) represented by the chemical formula below. Structured, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, YX4000) 56.5 parts by weight and trifunctional mesogenic phenol represented by the following chemical formula (trifunctional phenol compound, with mesogenic structure, manufactured by Evolva, resveratrol) 6.0 parts by weight 1 part by weight, 0.1 part by weight of triphenylphosphine (TPP), and 28.5 parts by weight of methyl ethyl ketone were charged into a reactor and reacted at 120° C. while removing the solvent. After confirming by GPC that the desired molecular weight was achieved, the reaction was stopped. A branched phenoxy resin B having a weight average molecular weight of 9300 (based on polystyrene refractive index) was obtained.
・分岐型フェノキシ樹脂C:下記の合成手順Bで得られる分岐型フェノキシ樹脂C
(合成手順B)
上記テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂に代えて、下記化学式で表される2,6-DON変性エポキシ(2官能エポキシ化合物、メソゲン構造あり)を用いた以外は合成手順Aを用いて合成を行ない、重量平均分子量9300の分岐型フェノキシ樹脂Bを得た。
(Synthesis procedure B)
Synthesis was carried out using synthesis procedure A, except that 2,6-DON modified epoxy (a bifunctional epoxy compound, with a mesogenic structure) represented by the chemical formula below was used in place of the above tetramethylbiphenyl type epoxy resin. A branched phenoxy resin B having an average molecular weight of 9,300 was obtained.
・分岐型フェノキシ樹脂D:下記の合成手順Cで得られる分岐型フェノキシ樹脂D
(合成手順C)
上記エステル基含有ビスフェノールに代えて、下記化学式で表される4,4’-ジヒドロキシビフェニル(2官能フェノール化合物、メソゲン構造あり、東京化成工業社製)を用い、上記テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂に代えて、ビフェニル型エポキシ樹脂とテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂の混合物(2官能エポキシ化合物の混合物、メソゲン構造あり、三菱ケミカル社製、YL6121HA)を用いた以外は合成手順Aを用いて合成を行ない、重量平均分子量9200の分岐型フェノキシ樹脂Cを得た。
(Synthesis procedure C)
In place of the above ester group-containing bisphenol, 4,4'-dihydroxybiphenyl (a bifunctional phenol compound, with a mesogenic structure, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) represented by the chemical formula below was used, and in place of the above tetramethylbiphenyl type epoxy resin. Synthesis was carried out using synthesis procedure A, except that a mixture of biphenyl-type epoxy resin and tetramethylbiphenyl-type epoxy resin (mixture of bifunctional epoxy compounds, with mesogenic structure, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, YL6121HA) was used. A branched phenoxy resin C having an average molecular weight of 9,200 was obtained.
・分岐型フェノキシ樹脂E:下記の合成手順Dで得られる分岐型フェノキシ樹脂E
(合成手順D)
上記化学式で表されるエステル基含有ビスフェノールと、上記ビフェニル型エポキシ樹脂とテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂の混合物(2官能エポキシ化合物の混合物、メソゲン構造あり、三菱ケミカル社製、YL6121HA)と、上記3官能性メソゲンフェノールを用いた以外は合成手順Aを用いて合成を行ない、重量平均分子量8000の分岐型フェノキシ樹脂D得た。
・Branched phenoxy resin E: Branched phenoxy resin E obtained by the following synthesis procedure D
(Synthesis procedure D)
The ester group-containing bisphenol represented by the above chemical formula, the mixture of the above biphenyl type epoxy resin and the tetramethylbiphenyl type epoxy resin (mixture of bifunctional epoxy compounds, with mesogenic structure, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, YL6121HA), and the above trifunctional A branched phenoxy resin D having a weight average molecular weight of 8,000 was obtained by performing synthesis using synthesis procedure A except for using a synthetic mesogenic phenol.
・直鎖型フェノキシ樹脂F:下記の合成手順Eで得られる直鎖型フェノキシ樹脂F
(合成手順E)
下記化学式で表されるエステル基含有ビスフェノール(2官能フェノール化合物、メソゲン構造あり、社内調製品)22.9重量部と、下記化学式で表されるテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂(2官能エポキシ化合物、メソゲン構造あり、三菱ケミカル社製、YX4000)72.4重量部と、トリフェニルホスフィン(TPP)0.1重量部と、メチルエチルケトン4.6重量部とを反応器に投下し、120℃下で溶剤を除去しながら反応させた。GPCで目的の分子量となることを確認し、反応を停止させた。重量平均分子量で7800(ポリスチレン屈折率換算)の直鎖型フェノキシ樹脂Fを得た。
・Linear chain phenoxy resin F: Linear phenoxy resin F obtained by the following synthesis procedure E
(Synthesis procedure E)
22.9 parts by weight of ester group-containing bisphenol (bifunctional phenol compound, with mesogenic structure, in-house preparation) represented by the chemical formula below, and tetramethylbiphenyl type epoxy resin (bifunctional epoxy compound, mesogen structure) represented by the chemical formula below. 72.4 parts by weight of YX4000 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 0.1 parts by weight of triphenylphosphine (TPP), and 4.6 parts by weight of methyl ethyl ketone were added to a reactor, and the solvent was removed at 120°C. The reaction was performed while removing. After confirming by GPC that the desired molecular weight was achieved, the reaction was stopped. A linear phenoxy resin F having a weight average molecular weight of 7,800 (based on polystyrene refractive index) was obtained.
・直鎖型フェノキシ樹脂G:下記の合成手順Fで得られる直鎖型フェノキシ樹脂G
(合成手順F)
上記テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂に代えて、下記化学式で表される2,6-DON変性エポキシ(2官能エポキシ化合物、メソゲン構造あり)を用いた以外は合成手順Fと同様にして合成を行ない、重量平均分子量7400の直鎖型フェノキシ樹脂Bを得た。
(Synthesis procedure F)
Synthesis was carried out in the same manner as in Synthesis Procedure F, except that 2,6-DON modified epoxy (bifunctional epoxy compound, with mesogenic structure) represented by the following chemical formula was used instead of the above tetramethylbiphenyl type epoxy resin, A linear phenoxy resin B having a weight average molecular weight of 7,400 was obtained.
・直鎖型フェノキシ樹脂H:下記の合成手順Gで得られる直鎖型フェノキシ樹脂H
(合成手順G)
上記テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂に代えて、下記化学式で表される2,7-DON変性エポキシ(2官能エポキシ化合物、メソゲン構造あり)を用いた以外は合成手順Fと同様にして合成を行ない、重量平均分子量7900の直鎖型フェノキシ樹脂Hを得た。
・Linear chain phenoxy resin H: Linear phenoxy resin H obtained by the following synthesis procedure G
(Synthesis procedure G)
Synthesis was carried out in the same manner as in Synthesis Procedure F, except that 2,7-DON modified epoxy (bifunctional epoxy compound, with mesogenic structure) represented by the following chemical formula was used instead of the above tetramethylbiphenyl type epoxy resin, A linear phenoxy resin H having a weight average molecular weight of 7900 was obtained.
・直鎖型フェノキシ樹脂I:下記の合成手順Hで得られる直鎖型フェノキシ樹脂I
(合成手順H)
上記テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂に代えて、下記化学式で表されるテレフタリリデン型エポキシ樹脂(DGETAM、2官能エポキシ化合物、メソゲン構造あり)を用いた以外は合成手順Fと同様にして合成を行ない、重量平均分子量8900の直鎖型フェノキシ樹脂Iを得た。
(Synthesis procedure H)
Synthesis was carried out in the same manner as in Synthesis Procedure F, except that a terephthalylidene epoxy resin (DGETAM, a bifunctional epoxy compound, with a mesogenic structure) represented by the chemical formula below was used in place of the above tetramethylbiphenyl epoxy resin. A linear phenoxy resin I having an average molecular weight of 8900 was obtained.
・直鎖型フェノキシ樹脂J:下記の合成手順Iで得られる直鎖型フェノキシ樹脂J
(合成手順I)
上記エステル基含有ビスフェノールに代えて、下記化学式で表される4,4’-ジヒドロキシビフェニル(2官能フェノール化合物、メソゲン構造あり、東京化成工業社製)を用い、上記テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂に代えて、ビフェニル型エポキシ樹脂とテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂の混合物(2官能エポキシ化合物の混合物、メソゲン構造あり、三菱ケミカル社製、YL6121HA)を用いた以外は合成手順Fと同様にして合成を行ない、重量平均分子量7600の直鎖型フェノキシ樹脂Jを得た。
(Synthesis procedure I)
In place of the above ester group-containing bisphenol, 4,4'-dihydroxybiphenyl (a bifunctional phenol compound, with a mesogenic structure, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) represented by the chemical formula below was used, and in place of the above tetramethylbiphenyl type epoxy resin. Synthesis was carried out in the same manner as in Synthesis Procedure F, except that a mixture of biphenyl-type epoxy resin and tetramethylbiphenyl-type epoxy resin (mixture of bifunctional epoxy compounds, with mesogenic structure, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, YL6121HA) was used. A linear phenoxy resin J having a weight average molecular weight of 7,600 was obtained.
・直鎖型フェノキシ樹脂K:下記の合成手順Jで得られる直鎖型フェノキシ樹脂K
(合成手順J)
上記テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂に代えて、ビフェニル型エポキシ樹脂とテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂の混合物(2官能エポキシ化合物の混合物、メソゲン構造あり、三菱ケミカル社製、YL6121HA)を用いた以外は合成手順Fと同様にして合成を行ない、重量平均分子量8800の直鎖型フェノキシ樹脂Kを得た。
・Linear chain phenoxy resin K: Linear phenoxy resin K obtained by the following synthesis procedure J
(Synthesis procedure J)
Synthesis procedure except that a mixture of biphenyl-type epoxy resin and tetramethylbiphenyl-type epoxy resin (mixture of bifunctional epoxy compounds, with mesogenic structure, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, YL6121HA) was used instead of the above-mentioned tetramethylbiphenyl-type epoxy resin. Synthesis was carried out in the same manner as F to obtain a linear phenoxy resin K having a weight average molecular weight of 8,800.
(熱伝導性フィラー)
・熱伝導性フィラー1:下記の手順で作製された顆粒状窒化ホウ素
(顆粒状窒化ホウ素の作製手順)
市販の炭化ホウ素粉末をカーボンるつぼの中に投入し、窒素雰囲気下、2000℃、10時間の条件で窒化処理した。
次いで、得られた窒化ホウ素粉末に市販の三酸化二ホウ素粉末を加え、ブレンダ―で1時間混合した(窒化ホウ素:三酸化二ホウ素=7:3(質量比))。得られた混合物をカーボンるつぼの中に投入し、窒素雰囲気下、2000℃、10時間の条件で焼成することにより、顆粒状窒化ホウ素を得た。
(thermal conductive filler)
・Thermal conductive filler 1: Granular boron nitride produced by the following procedure (procedure for producing granular boron nitride)
Commercially available boron carbide powder was placed in a carbon crucible and subjected to nitriding treatment at 2000° C. for 10 hours in a nitrogen atmosphere.
Next, commercially available diboron trioxide powder was added to the obtained boron nitride powder and mixed in a blender for 1 hour (boron nitride: diboron trioxide = 7:3 (mass ratio)). The resulting mixture was placed in a carbon crucible and fired at 2000° C. for 10 hours in a nitrogen atmosphere to obtain granular boron nitride.
表1中、「樹脂特性」とは、熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物の硬化物性を意味し、「複合化物特性」とは、熱伝導性フィラーを含有する熱硬化性樹脂組成物の硬化物性を意味する。 In Table 1, "resin properties" refers to the cured physical properties of a thermosetting resin composition that does not contain a thermally conductive filler, and "composite properties" refers to the cured physical properties of a thermosetting resin composition that does not contain a thermally conductive filler. It means the cured physical properties of the composition.
<樹脂特性>
得られた熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物について、次のような評価項目に基づいて評価を実施した。評価結果は表1に示す。
<Resin properties>
The obtained thermosetting resin composition containing no thermally conductive filler was evaluated based on the following evaluation items. The evaluation results are shown in Table 1.
(Tg:ガラス転移温度)
得られた熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物を100℃、30分間熱処理することにより膜厚が400μmのBステージ状の熱伝導性シートを作製した。次いで、上記熱伝導性シートを200℃、120分間熱処理して熱伝導性シート硬化物を得た。次いで、得られた硬化物のガラス転移温度(Tg)を、DMA(動的粘弾性測定)により昇温速度5℃/min、周波数1Hzの条件で測定した。
表1中、ガラス転移温度が、180℃未満の場合を△、180℃以上~200℃未満の場合を○、200℃以上の場合を◎と判断した。
(Tg: glass transition temperature)
The obtained thermosetting resin composition containing no thermally conductive filler was heat-treated at 100° C. for 30 minutes to produce a B-stage thermally conductive sheet having a thickness of 400 μm. Next, the thermally conductive sheet was heat-treated at 200° C. for 120 minutes to obtain a cured thermally conductive sheet. Next, the glass transition temperature (Tg) of the obtained cured product was measured by DMA (dynamic viscoelasticity measurement) at a heating rate of 5° C./min and a frequency of 1 Hz.
In Table 1, when the glass transition temperature was less than 180°C, it was judged as △, when it was 180°C or more and less than 200°C, it was judged as ○, and when it was 200°C or more, it was judged as ◎.
(E’:貯蔵弾性率)
得られた熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物を100℃、30分間熱処理することにより膜厚が200μmのBステージ状の熱伝導性シートを作製した。次いで、上記熱伝導性シートを200℃、120分間熱処理して熱伝導性シート硬化物を得た。次いで、得られた硬化物の50℃での貯蔵弾性率E’を、DMA(動的粘弾性測定)により測定した。ここで、貯蔵弾性率E’は、熱伝導性シート硬化物に引張り荷重をかけて、周波数1Hz、昇温速度5~10℃/分で25℃から300℃で測定した際の、50℃での貯蔵弾性率の値である。
(E': storage modulus)
The obtained thermosetting resin composition containing no thermally conductive filler was heat-treated at 100° C. for 30 minutes to produce a B-stage thermally conductive sheet having a thickness of 200 μm. Next, the thermally conductive sheet was heat-treated at 200° C. for 120 minutes to obtain a cured thermally conductive sheet. Next, the storage modulus E' at 50° C. of the obtained cured product was measured by DMA (dynamic viscoelasticity measurement). Here, the storage modulus E' is measured at 50°C from 25°C to 300°C at a frequency of 1 Hz and a heating rate of 5 to 10°C/min by applying a tensile load to the cured thermally conductive sheet. is the value of the storage modulus of
(CTE:線膨張係数)
得られた熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物を用いて、200℃、120minの硬化を行い、4mm×20mmの試験片を作製した。得られた試験片について、線膨張係数を測定した。TMA(Thermal Mechanical Analyzer)試験装置(セイコーインスツメルツ社製TMA/SS6100)を用いて、昇温速度5℃/分、荷重0.05N、引張モード、測定温度範囲30~320℃の条件で、熱機械分析(TMA)を2サイクル測定した。得られた結果から、40℃~60℃の範囲における平面方向(XY方向)の線膨張係数(CTE)の平均値を算出した。なお、線膨脹係数(ppm/℃)は、2サイクル目の値を採用した。
(CTE: coefficient of linear expansion)
Using the obtained thermosetting resin composition containing no thermally conductive filler, curing was performed at 200° C. for 120 minutes to prepare a 4 mm×20 mm test piece. The linear expansion coefficient of the obtained test piece was measured. Using a TMA (Thermal Mechanical Analyzer) test device (TMA/SS6100 manufactured by Seiko Instruments), the temperature increase rate was 5°C/min, the load was 0.05N, the tensile mode was measured, and the measurement temperature range was 30 to 320°C. Two cycles of thermomechanical analysis (TMA) were measured. From the obtained results, the average value of the coefficient of linear expansion (CTE) in the plane direction (XY direction) in the range of 40° C. to 60° C. was calculated. Note that the linear expansion coefficient (ppm/° C.) used the value of the second cycle.
(Td5:5%重量減少温度)
示差熱熱重量同時測定装置(セイコ-インスツルメンツ社製、TG/DTA6200型)を用いて、乾燥窒素気流下、昇温速度10℃/分の条件により、サンプルを、30℃から650℃まで昇温させることにより、サンプルが5%重量減少する温度(Td5)を算出した。なお、サンプルとして、得られた熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物を、200℃、120minで加熱して硬化物を得た後、測定前に100℃で1時間の乾燥処理を施したものを用いた。
表1中、Td5が300℃以下の場合を△、Td5が300℃超~350℃以下の場合を○、Td5が350℃超の場合を◎と判断した。
(Td5: 5% weight loss temperature)
The sample was heated from 30°C to 650°C at a heating rate of 10°C/min under a stream of dry nitrogen using a simultaneous differential thermogravimetric measurement device (Seiko Instruments, Model TG/DTA6200). By doing so, the temperature (Td5) at which the sample lost 5% in weight was calculated. As a sample, the resulting thermosetting resin composition containing no thermally conductive filler was heated at 200°C for 120 min to obtain a cured product, and then dried at 100°C for 1 hour before measurement. I used the one that had been applied.
In Table 1, cases where Td5 was 300°C or less were judged as △, cases where Td5 was between more than 300°C and less than 350°C were judged as ○, and cases where Td5 was more than 350°C were judged as ◎.
(樹脂熱伝導率)
・樹脂成形体の作製
得られた熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物を、離型剤を塗布した金型にセットし、コンプレッション成形を220℃、15min行い、直径10mm×厚み1mmの樹脂成形物を得た。その後、オーブンにて200℃、120minの硬化を行い、樹脂成形体(熱伝導率測定用サンプル1)を得た。
・樹脂成形体の比重
比重測定は、JIS K 6911(熱硬化性プラスチック一般試験方法)に準拠して行った。試験片は、上記の複合成形体から、縦2cm×横2cm×厚み2mmに切り出したものを用いた。比重(SP)の単位をg/cm3とする。
(Resin thermal conductivity)
・Preparation of resin molding The obtained thermosetting resin composition that does not contain a thermally conductive filler was set in a mold coated with a mold release agent, and compression molding was performed at 220°C for 15 minutes to a size of 10 mm in diameter x 1 mm in thickness. A resin molded product was obtained. Thereafter, curing was performed in an oven at 200° C. for 120 minutes to obtain a resin molded body (sample 1 for thermal conductivity measurement).
- Specific gravity of resin molding Specific gravity measurement was performed based on JIS K 6911 (general test method for thermosetting plastics). The test piece used was a piece cut out from the above composite molded product into a size of 2 cm long x 2 cm wide x 2 mm thick. The unit of specific gravity (SP) is g/ cm3 .
・樹脂成形体の比熱
得られた上記の樹脂成形体について、DSC法により比熱(Cp)を測定した。
- Specific heat of resin molded article The specific heat (Cp) of the obtained resin molded article was measured by the DSC method.
・樹脂成形体の熱伝導率の測定
得られた樹脂成形体から、厚み方向測定用として、直径10mm×厚み0.2mmに切り出したものを試験片とした。次に、ULVAC社製のXeフラッシュアナライザーTD-1RTVを用いて、レーザーフラッシュ法により板状の試験片の厚み方向の熱拡散係数(α)の測定を行った。測定は、大気雰囲気下、25℃の条件下で行った。結果を表1に示す。
樹脂成形体について、得られた熱拡散係数(α)、比熱(Cp)、比重(SP)の測定値から、下記式に基づいて熱伝導率を算出した。
熱伝導率[W/m・K]=α[m2/s]×Cp[J/kg・K]×Sp[g/cm3]
表1中、樹脂成形体の熱伝導率を「樹脂熱伝導率」とした。
表1中、樹脂熱伝導率が、0.27W/m・k未満の場合を△、0.27W/m・k以上~0.29W/m・k未満の場合を○、0.29W/m・k以上の場合を◎と判断した。
-Measurement of thermal conductivity of resin molded body A test piece was cut out from the obtained resin molded body to a size of 10 mm in diameter and 0.2 mm in thickness for measurement in the thickness direction. Next, the thermal diffusion coefficient (α) in the thickness direction of the plate-shaped test piece was measured by the laser flash method using a Xe flash analyzer TD-1RTV manufactured by ULVAC. The measurements were carried out under atmospheric conditions at 25°C. The results are shown in Table 1.
Thermal conductivity of the resin molded body was calculated from the obtained measured values of thermal diffusion coefficient (α), specific heat (Cp), and specific gravity (SP) based on the following formula.
Thermal conductivity [W/m・K] = α [m 2 /s] × Cp [J/kg・K] × Sp [g/cm 3 ]
In Table 1, the thermal conductivity of the resin molded body was defined as "resin thermal conductivity."
In Table 1, when the resin thermal conductivity is less than 0.27 W/m・k, △, when it is 0.27 W/m・k or more and less than 0.29 W/m・k, ○, 0.29 W/m - Cases of k or more were judged as ◎.
<複合化物特性>
得られた熱伝導性フィラーを含有する熱硬化性樹脂組成物ワニスについて、次のような評価項目に基づいて評価を実施した。評価結果は表1に示す。
<Composite properties>
The thermosetting resin composition varnish containing the obtained thermally conductive filler was evaluated based on the following evaluation items. The evaluation results are shown in Table 1.
(複合熱伝導率)
・複合成形体の作製
得られた熱伝導性フィラーを含有する熱硬化性樹脂組成物ワニスを100℃、30分間熱処理することにより膜厚が200μmのBステージ状の熱伝導性シートを作製した。次いで、上記熱伝導性シートを200℃、120分間熱処理して熱伝導性シート硬化物を得た。縦15cm×横22cm×厚み0.2mmの複合成形体(熱伝導率測定用サンプル2)を得た。
(Composite thermal conductivity)
- Preparation of composite molded object A B-stage thermally conductive sheet having a film thickness of 200 μm was prepared by heat-treating the obtained thermosetting resin composition varnish containing the thermally conductive filler at 100° C. for 30 minutes. Next, the thermally conductive sheet was heat-treated at 200° C. for 120 minutes to obtain a cured thermally conductive sheet. A composite molded body (sample 2 for thermal conductivity measurement) measuring 15 cm long x 22 cm wide x 0.2 mm thick was obtained.
・複合成形体の比重
比重測定は、JIS K 6911(熱硬化性プラスチック一般試験方法)に準拠して行った。試験片は、上記の複合成形体から、縦2cm×横2cm×厚み2mmに切り出したものを用いた。比重(SP)の単位をg/cm3とする。
- Specific gravity of composite molded product Specific gravity measurement was performed based on JIS K 6911 (general test method for thermosetting plastics). The test piece used was a piece cut out from the above composite molded product into a size of 2 cm long x 2 cm wide x 2 mm thick. The unit of specific gravity (SP) is g/ cm3 .
・複合成形体の比熱
得られた複合成形体について、DSC法により比熱(Cp)を測定した。
- Specific heat of composite molded article The specific heat (Cp) of the obtained composite molded article was measured by the DSC method.
・複合成形体の熱伝導率の測定
得られた複合成形体から、厚み方向測定用として、直径10mm×厚み0.2mmに切り出したものを試験片とした。次に、ULVAC社製のXeフラッシュアナライザーTD-1RTVを用いて、レーザーフラッシュ法により板状の試験片の厚み方向の熱拡散係数(α)の測定を行った。測定は、大気雰囲気下、25℃の条件下で行った。
複合成形体のそれぞれについて、得られた熱拡散係数(α)、比熱(Cp)、比重(SP)の測定値から、下記式に基づいて熱伝導率を算出した。
熱伝導率[W/m・K]=α[m2/s]×Cp[J/kg・K]×Sp[g/cm3]
表1中、複合成形体の熱伝導率を「複合熱伝導率」とした。
表1中、複合材熱伝導率が、8W/m・k未満の場合を△、8W/m・k以上~10W/m・k未満の場合を○、10W/m・k以上の場合を◎と判断した。
-Measurement of thermal conductivity of composite molded body A specimen having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.2 mm was cut out from the obtained composite molded body for measurement in the thickness direction. Next, the thermal diffusion coefficient (α) in the thickness direction of the plate-shaped test piece was measured by the laser flash method using a Xe flash analyzer TD-1RTV manufactured by ULVAC. The measurements were carried out under atmospheric conditions at 25°C.
For each of the composite molded bodies, the thermal conductivity was calculated based on the following formula from the obtained measured values of thermal diffusion coefficient (α), specific heat (Cp), and specific gravity (SP).
Thermal conductivity [W/m・K] = α [m 2 /s] × Cp [J/kg・K] × Sp [g/cm 3 ]
In Table 1, the thermal conductivity of the composite molded body was defined as "composite thermal conductivity."
In Table 1, when the composite thermal conductivity is less than 8 W/m・k, △, when it is 8 W/m・k or more and less than 10 W/m・k, ○, and when it is 10 W/m・k or more, ◎ I decided that.
(加熱処理後の熱伝導安定性)
上記<樹脂熱伝導率>と同様にして、得られた樹脂成形体を直径10mm×厚み0.2mmに切り出し、試験片を作成した。当該試験片をオーブンで260℃5分暴露した(加熱処理)。加熱処理後の試験片について、上記<樹脂熱伝導率>と同様にして、得られた熱拡散係数(α)、比熱(Cp)、比重(SP)の測定値から、上記式に基づいて熱伝導率を算出した。
この加熱処理後の樹脂熱伝導率をTC1とし、上記<樹脂熱伝導率>で得られた加熱処理前の樹脂熱伝導率をTC0としたとき、加熱処理前後における試験片(樹脂成形体)の樹脂熱伝導率の変化率ΔTCを、式((TC1-TC0)/TC0)×100から算出した。
樹脂熱伝導率の変化率ΔTCにおいて、低下が5%以下の場合を○、低下が5%超~10%以下の場合を△、低下が10%超の場合を×とした。結果を表1に示す。
(Heat conduction stability after heat treatment)
In the same manner as in <Resin Thermal Conductivity> above, the obtained resin molded body was cut out into a piece having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.2 mm to prepare a test piece. The test piece was exposed to 260° C. for 5 minutes in an oven (heat treatment). Regarding the test piece after heat treatment, heat was calculated based on the above formula from the measured values of thermal diffusion coefficient (α), specific heat (Cp), and specific gravity (SP) obtained in the same manner as in the above <Resin thermal conductivity>. The conductivity was calculated.
When the resin thermal conductivity after this heat treatment is TC1 and the resin thermal conductivity before heat treatment obtained in <Resin Thermal Conductivity> above is TC0, the test piece (resin molded body) before and after heat treatment The rate of change ΔTC in resin thermal conductivity was calculated from the formula ((TC1-TC0)/TC0)×100.
In the rate of change ΔTC of resin thermal conductivity, when the decrease was 5% or less, it was rated ○, when the decrease was more than 5% to 10% or less, it was rated △, and when the decrease was more than 10%, it was rated ×. The results are shown in Table 1.
100 金属ベース基板
101 金属基板
102 絶縁層
103 金属層
100
Claims (11)
前記フェノキシ樹脂が、分子内にメソゲン構造を有する化合物を含み、
前記熱伝導性フィラーを含まない当該熱硬化性樹脂組成物を組成物サンプルとして準備し、前記組成物サンプルを硬化して、硬化サンプルを作製したとき、
前記硬化サンプルの厚み方向における樹脂熱伝導率が、0.27W/m・K以上3.0W/m・K以下であり、
前記硬化サンプルのガラス転移温度が、150℃以上400℃以下であり、
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂及びフェノール誘導体からなる群から選択される一種以上を含み、
前記フェノキシ樹脂が、3個以上のヒドロキシ基を分子内に有する多官能フェノール化合物と、2個以上のエポキシ基を分子内に有する多官能エポキシ化合物との分岐状反応化合物を含み、
前記多官能フェノール化合物および前記多官能エポキシ化合物の少なくとも一方が、分子中に前記メソゲン構造を有するものである、熱硬化性樹脂組成物。 A thermosetting resin composition containing a thermosetting resin, a phenoxy resin, and a thermally conductive filler,
The phenoxy resin contains a compound having a mesogenic structure in the molecule,
When the thermosetting resin composition containing no thermally conductive filler is prepared as a composition sample, and the composition sample is cured to produce a cured sample,
The resin thermal conductivity in the thickness direction of the cured sample is 0.27 W/m·K or more and 3.0 W/m·K or less,
The glass transition temperature of the cured sample is 150°C or more and 400°C or less ,
The thermosetting resin includes one or more selected from the group consisting of epoxy resins and phenol derivatives,
The phenoxy resin contains a branched reaction compound of a polyfunctional phenol compound having three or more hydroxy groups in the molecule and a polyfunctional epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule,
A thermosetting resin composition, wherein at least one of the polyfunctional phenol compound and the polyfunctional epoxy compound has the mesogenic structure in the molecule .
前記フェノキシ樹脂が、分子内にメソゲン構造を有する化合物を含み、 The phenoxy resin contains a compound having a mesogenic structure in the molecule,
前記熱伝導性フィラーを含まない当該熱硬化性樹脂組成物を組成物サンプルとして準備し、前記組成物サンプルを硬化して、硬化サンプルを作製したとき、 When the thermosetting resin composition containing no thermally conductive filler is prepared as a composition sample, and the composition sample is cured to produce a cured sample,
前記硬化サンプルの厚み方向における樹脂熱伝導率が、0.27W/m・K以上3.0W/m・K以下であり、 The resin thermal conductivity in the thickness direction of the cured sample is 0.27 W/m·K or more and 3.0 W/m·K or less,
前記硬化サンプルのガラス転移温度が、150℃以上400℃以下であり、 The glass transition temperature of the cured sample is 150°C or more and 400°C or less,
前記フェノキシ樹脂が、多官能フェノール化合物と多官能エポキシ化合物との反応化合物を含み、 The phenoxy resin contains a reaction compound of a polyfunctional phenol compound and a polyfunctional epoxy compound,
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂及びフェノール誘導体からなる群から選択される一種以上を含み、 The thermosetting resin includes one or more selected from the group consisting of epoxy resins and phenol derivatives,
前記フェノキシ樹脂が、メソゲン構造含有フェノール化合物の付加重合物を含む、熱硬化性樹脂組成物。 A thermosetting resin composition, wherein the phenoxy resin contains an addition polymer of a mesogenic structure-containing phenol compound.
前記メソゲン構造が、下記一般式(1)で表される構造を有する、熱硬化性樹脂組成物。
-A1-x-A2- (1)
(上記一般式(1)中、A1およびA2は、各々独立して、芳香族基、縮合芳香族基、脂環基、または脂環式複素環基を表し、xは、直接結合、または-O-、-C=C-、-C≡C-、-CO-、-CO-O-、-CO-NH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N=N-および-N(O)=N-からなる群から選択される2価の結合基を示す。) The thermosetting resin composition according to claim 1 or 2 ,
A thermosetting resin composition, wherein the mesogenic structure has a structure represented by the following general formula (1).
-A 1 -x-A 2 - (1)
(In the above general formula (1), A 1 and A 2 each independently represent an aromatic group, a fused aromatic group, an alicyclic group, or an alicyclic heterocyclic group, and x is a direct bond, or -O-, -C=C-, -C≡C-, -CO-, -CO-O-, -CO-NH-, -CH=N-, -CH=N-N=CH-, - Indicates a divalent bonding group selected from the group consisting of N=N- and -N(O)=N-.)
前記多官能フェノール化合物が、ポリフェノールまたはポリフェノール誘導体を含む、熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to claim 1 ,
A thermosetting resin composition, wherein the polyfunctional phenol compound includes a polyphenol or a polyphenol derivative.
前記フェノール誘導体が、分子内にメソゲン構造を有するフェノール誘導体を含む、熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 4 ,
A thermosetting resin composition, wherein the phenol derivative includes a phenol derivative having a mesogenic structure in its molecule.
前記熱伝導性フィラーは、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び酸化マグネシウムから選択される少なくとも1種以上を含む、熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 5 ,
The thermally conductive filler is a thermosetting resin composition containing at least one selected from alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, and magnesium oxide.
前記窒化ホウ素は、鱗片状窒化ホウ素の、単分散粒子、凝集粒子またはこれらの混合物を含む、熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to claim 6 ,
The boron nitride is a thermosetting resin composition containing monodispersed particles, aggregated particles, or a mixture thereof of flaky boron nitride.
前記硬化サンプルの25℃における貯蔵弾性率が1.7GPa以上5.0GPa以下である、熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 7 ,
A thermosetting resin composition, wherein the cured sample has a storage modulus of 1.7 GPa or more and 5.0 GPa or less at 25°C.
前記硬化サンプルの5%重量減少温度(Td5)が330℃以上500℃以下である、熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 8 ,
A thermosetting resin composition, wherein the cured sample has a 5% weight loss temperature (Td5) of 330°C or more and 500°C or less.
前記キャリア基材上に設けられた、請求項1から9のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層と、を備える、樹脂シート。 a carrier base material;
A resin sheet comprising a resin layer made of the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 9 , provided on the carrier base material.
前記金属基板上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた金属層と、を備えており、
前記絶縁層が、請求項1から9のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層、または請求項1から9のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物で構成される、金属ベース基板。 a metal substrate;
an insulating layer provided on the metal substrate;
a metal layer provided on the insulating layer,
The insulating layer is a resin layer made of the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 9 , or a resin layer made of the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 9 . A metal-based substrate made of cured material.
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